CN107485408A - 一种实现xct和光声成像的双模成像***及其成像方法 - Google Patents

一种实现xct和光声成像的双模成像***及其成像方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现XCT和光声成像的双模成像***及其成像方法。本发明采用光声和XCT双模同机融合成像，结合光声成像组织光学吸收对比和XCT的密度对比，进一步加强了光声成像结构解读的精确性，成为信息互补的双模成像；本发明一改传统的上下悬挂旋转的方式，在水槽的底部设置旋转台，通过防水轴承实现旋转台与水槽底部之间的密封，水槽固定不动，样品浸没在水中，旋转台转动带动样品转动，从而完成对样品的360°扫描，保证水槽不漏水，让样品的光声信号得以无衰减传导。

Description

一种实现XCT和光声成像的双模成像***及其成像方法
技术领域
本发明涉及动物或其它样品成像技术，具体涉及一种实现XCT和光声成像的双模成像***及其成像方法。
背景技术
光声成像(PAT)是一种基于光声效应的层析成像技术。该成像技术结合了光学成像的高对比度和超声成像的高分辨率特性，能在较深层组织中获得高分辨率的图像，在动物深层组织的功能和分子影像上已经展现出巨大的潜力。
但是，光声成像对软组织成像或分子成像的解读由于缺乏足够的结构信息而变得相对困难。这主要是因为很多组织器官在光声成像中边界不清，导致难以确定图像结果在解剖学上的定位。尤其是深层组织光声功能或分子影像时，显像位置的解读更加困难。因此，光声成像在对深层目标成像时需要另一个模态来提供结构成像背景。虽然超声成像常常为光声成像提供结构信息，但超声成像本身有很大的局限性，也无法提供三维全身结构成像。
发明内容
为了解决光声成像中由于缺乏足够的结构信息而解读困难的难题，本发明提出了一种X射线计算断层扫描成像(XCT)和光声成像的双模成像***及其成像方法，将光声成像和XCT同机结合，成为信息互补的新型双模成像***。
本发明的第一个目的在于提出一种实现XCT和光声成像的双模成像***。
本发明的实现XCT和光声成像的双模成像***包括：脉冲激光器、扩束装置、光纤束、水槽、旋转台、防水轴承、X射线源、防辐射板、X射线探测器、超声阵列、超声采集***和计算机；其中，在水槽的底部设置防水轴承，旋转台经防水轴承设置在水槽内的底部，防水轴承使得旋转台与水槽底部之间实现密封，旋转台连接至外部的电机；样品放置在旋转台上，浸没于水中；X射线源位于水槽的一侧，X射线探测器与X射线源分别位于水槽相对的两侧；X射线探测器连接至计算机；脉冲激光器的前端依次放置扩束装置和光纤束；光纤束的终端包括多个子光纤束出光口，多个子光纤束出光口均匀分布在水槽的周围；经过防水处理的超声阵列固定在水槽的侧面的光声信号采集口，并且超声阵列不在X射线源发出的X射线的辐射区域内；在超声阵列的外侧设置防辐射板；超声阵列连接至超声采集***，超声采集***连接至计算机；水槽固定不动，转动旋转台，在每一个探测角度，X射线源发出X射线，经过样品后被吸收，X射线探测器接收衰减后的X射线光子强度，并传输至计算机，进行XCT重建成像；同时，脉冲激光器发射出激光，经扩束装置扩束后，进入光纤束；激光从每一个子光纤束出光口出射，均匀照射水槽内的样品；样品吸收光，产生光声信号，超声阵列接收光声信号，超声采集***采集光声信号并传输至计算机，进行光声成像；防辐射板防止X射线损坏超声阵列；计算机将光声成像与XCT成像融合，形成信息互补的双模成像。
扩束装置采用平凹透镜。
防辐射板的材料采用金属铅。
X射线与光声信号处于正交方向，这样X射线不会干扰光声信号的探测，与此同时，超声阵列也不会被X射线损坏，或干扰XCT成像。
光线束的各个出光口分支也分布在X射线路径之外，不会干扰XCT成像。
本发明的另一个目的在于提供一种实现XCT和光声成像的双模成像方法。
本发明的实现XCT和光声成像的双模成像方法，包括以下步骤：
步骤一、搭建双模成像***：
a)搭建XCT成像：
i.在旋转台的两侧分别设置X射线源和X射线探测器，调节X射线源、旋转台和X射线探测器的位置，使得XCT能够清晰成像；
ii.在旋转台上放置XCT仿体，X射线源发出X射线，经过XCT仿体被吸收，X射线探测器接收衰减后的X射线光子强度，并传输至计算机，对XCT仿体进行XCT成像；
b)搭建光声成像：
i.脉冲激光器的前端依次放置扩束装置和光纤束，光纤束的终端包括多个子光纤束出光口，多个子光纤束出光口均匀分布在水槽的周围；超声阵列经过防水处理后固定在水槽的侧面的光声信号采集口，并且超声阵列不在X射线源发出的X射线的辐射区域内；
ii.在旋转台上放置光声仿体，脉冲激光器发射出激光，经扩束装置扩束后，进入光纤束；激光从每一个子光纤束出光口出射，均匀照射水槽内的光声仿体；光声仿体吸收光，产生光声信号，超声阵列接收光声信号，超声采集***采集光声信号并传输至计算机，对光声仿体进行光声成像；
c)搭建双模成像：
i.在旋转台上放置双模仿体，控制旋转台以等角度旋转，在每一个探测角度下，同时进行光声和XCT信号的采集，直至旋转台旋转一周；
ii.计算机将光声成像的数据和XCT成像的数据分别进行处理，分别得到光声图像和XCT图像，并将得到的双模仿体的光声图像和XCT图像进行配准，得到的双模仿体图像完全重合，则配准完成，得到双模配准参数；
步骤二、对样品成像：
a)样品放置在旋转台上，成像区域浸没于水中；
b)水槽固定不动，旋转台旋转到一个角度；
c)X射线源发出X射线，穿过样品，能量衰减，X射线探测器接收衰减的X射线，并传输至计算机，进行XCT成像；
d)同时，脉冲激光器发射出激光，经扩束装置扩束后，进入光纤束；激光从每一个子光纤束出光口出射，均匀照射水槽内的样品；样品接收光信号，产生光声信号，超声阵列接收光声信号，超声采集***采集光声信号并传输至计算机，进行光声成像；
e)旋转台以等角度进行旋转，旋转到下一个角度，重复步骤c)和d)，直至旋转一周；
f)计算机将光声成像的数据和XCT成像的数据分别进行处理，分别得到光声图像和XCT图像，并将得到的光声图像和XCT图像进行配准，按照步骤一种得到的双模配准参数进行双模态图像融合，形成信息互补的双模成像。
其中，XCT仿体采用的材料只能进行XCT成像而不能进行光声成像；光声仿体采用的材料只能进行光声成像而不能进行XCT成像；双模仿体采用的材料能够同时进行XCT成像和光声成像。双模仿体中带有光学强吸收的高密度材料(如涂黑的金属细丝)。
双模配准参数包括XCT成像和光声成像对应的空间位置平移距离和旋转角度大小。
本发明的优点：
本发明在传统的上下悬挂旋转的方式外提出另一种新方法。在水槽的底部设置旋转台，通过防水轴承实现旋转台与水槽底部之间的密封，水槽固定不动，样品浸没在水中，旋转台转动带动样品转动，从而完成对样品的360°扫描，保证水槽不漏水，让小动物的光声信号得以无衰减传导；本发明采用光声和XCT双模成像，结合光声成像组织光学吸收对比和XCT的密度对比，进一步加强了光声成像结果解读的精确性，为不同组织器官的三维成像与定位提供了重要的互补信息。
附图说明
图1为本发明的实现XCT和光声成像的双模成像***的一个实施例的俯视图；
图2为本发明的实现XCT和光声成像的双模成像***的水槽的实施例的剖面图；
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，本实施例的实现XCT和光声成像的双模成像***包括：脉冲激光器1、扩束装置2、光纤束3、水槽6、旋转台7、防水轴承4、X射线源10、防辐射板8、X射线探测器11、超声阵列9、超声采集***和计算机；其中，如图2所示，在水槽6的底部设置防水轴承4，旋转台7经防水轴承设置在水槽内的底部，防水轴承使得旋转台与水槽底部之间实现密封，旋转台7连接至外部的电机；样品放置在旋转台上，浸没于水中；X射线源位于水槽的一侧，X射线探测器与X射线源分别位于水槽相对的两侧；X射线探测器连接至计算机；脉冲激光器的前端依次放置扩束装置和一分为四的光纤束；一分为四的光纤束的终端包括四个子光纤束出光口5，子光纤束出光口为长方形，四个子光纤束出光口均匀分布在水槽的周围；在水槽的侧壁挖有长方形洞，形成光声信号采集口，超声阵列经过防水处理固定在水槽的侧面的光声信号采集口上，并且超声阵列不在X射线源发出的X射线的辐射区域内；在超声阵列的侧面设置防辐射板；超声阵列连接至超声采集***，超声采集***连接至计算机。
本实施例的实现XCT和光声成像的双模成像方法，包括以下步骤：
步骤一、搭建双模成像***：
a)搭建XCT成像：
i.在旋转台的两侧分别设置X射线源和X射线探测器，调节X射线源、旋转台和X射线探测器的位置，使得XCT能够清晰成像；
ii.在旋转台上放置XCT仿体，XCT仿体为螺旋铜丝，X射线源发出X射线，穿过XCT仿体，能量衰减，X射线探测器接收衰减的X射线，并传输至计算机，对XCT仿体进行XCT成像；
b)搭建光声成像：
iii.脉冲激光器的前端依次放置扩束装置和一分为四光纤，一分为四光纤的终端包括四个子光纤出光口，四个子光纤出光口均匀分布在水槽的周围；超声阵列紧贴在水槽的侧壁的光声信号采集口，并且超声阵列不在X射线源发出的X射线的辐射区域内；
iv.在旋转台上放置光声仿体，光声仿体为螺旋塑料黑丝，脉冲激光器发射出激光，经扩束装置扩束后，进入光纤束；激光从每一个子光纤出光口出射，均匀照射水槽内的光声仿体；光声仿体接收光信号，产生光声信号，超声阵列接收光声信号，超声采集***采集光声信号并传输至计算机，对光声仿体进行光声成像；
c)搭建双模成像：
i.制备双模仿体：配置含量为3％的琼脂，在琼脂融化状态下将两根PLA细黑棒按照一定的形状埋入到琼脂中，同时埋入一定形状的两根锡丝和一根涂有黑漆的细铁丝，待琼脂冷却凝固后制成双模仿体；
ii.在旋转台上放置双模仿体，控制旋转台每次旋转4°，在每一个角度下，采集10次光声信号，以备后续光声成像进行数据平均，并进行XCT成像，直至旋转台旋转一周；
iii.计算机将光声成像的数据和XCT成像的数据分别进行处理，分别得到光声图像和XCT图像，将得到的数据分别进行处理，分别得到光声成像和XCT的三维重建结果，将最终得到的三维的图像在3D Slicer软件里面进行配准，如果细铁丝的光声图像和XCT图像能够完全重合，则配准完成，得到双模配准参数，同时将得到双模图像与琼脂中摆放的双模仿体进行对比，如果形状大小都满足条件，则所得到的三维图满足条件；
步骤二、对样品成像：
a)样品放置在旋转台上，浸没于水中；
b)水槽固定不动，旋转台旋转到一个角度；
c)X射线源发出X射线，穿过样品，能量衰减，X射线探测器接收衰减的X射线，并传输至计算机，进行XCT成像；
d)同时，脉冲激光器发射出激光，经扩束装置扩束后，进入光纤束；激光从每一个子光纤出光口出射，均匀照射水槽内的样品；样品接收光信号，产生光声信号，超声阵列接收光声信号，超声采集***采集光声信号并传输至计算机，进行光声成像；
e)控制旋转台旋转4°，旋转到下一个角度，重复步骤c)和d)，直至旋转一周；
f)计算机将光声成像的数据和XCT成像的数据分别进行处理，分别得到光声图像和XCT图像，并将得到的光声图像和XCT图像按照步骤一种的双模配准参数进行配准，进行双模态图像融合，形成信息互补的双模成像。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种实现XCT和光声成像的双模成像***，其特征在于，所述双模成像***包括：脉冲激光器、扩束装置、光纤束、水槽、旋转台、防水轴承、X射线源、防辐射板、X射线探测器、超声阵列、超声采集***和计算机；其中，在水槽的底部设置防水轴承，旋转台经防水轴承设置在水槽内的底部，防水轴承使得旋转台与水槽底部之间实现密封，旋转台连接至外部的电机；样品放置在旋转台上，浸没于水中；X射线源位于水槽的一侧，X射线探测器与X射线源分别位于水槽相对的两侧；X射线探测器连接至计算机；脉冲激光器的前端依次放置扩束装置和光纤束；光纤束的终端包括多个子光纤束出光口，多个子光纤束出光口均匀分布在水槽的周围；经过防水处理的超声阵列固定在水槽的侧面的光声信号采集口，并且超声阵列不在X射线源发出的X射线的辐射区域内；在超声阵列的外侧设置防辐射板；超声阵列连接至超声采集***，超声采集***连接至计算机；水槽固定不动，转动旋转台，在每一个探测角度，X射线源发出X射线，经过样品后被吸收，X射线探测器接收衰减后的X射线光子强度，并传输至计算机，进行XCT重建成像；同时，脉冲激光器发射出激光，经扩束装置扩束后，进入光纤束；激光从每一个子光纤束出光口出射，均匀照射水槽内的样品；样品吸收光，产生光声信号，超声阵列接收光声信号，超声采集***采集光声信号并传输至计算机，进行光声成像；防辐射板防止X射线损坏超声阵列；计算机将光声成像与XCT成像融合，形成信息互补的双模成像。
2.如权利要求1所述的双模成像***，其特征在于，所述扩束装置采用平凹透镜。
3.如权利要求1所述的双模成像***，其特征在于，所述防辐射板的材料采用金属。
4.如权利要求1所述的双模成像***，其特征在于，X射线与光声信号处于正交方向。
5.一种实现XCT和光声成像的双模成像方法，其特征在于，所述双模成像方法包括以下步骤：
步骤一、搭建双模成像***：
a)搭建XCT成像：
i.在旋转台的两侧分别设置X射线源和X射线探测器，调节X射线源、旋转台和X射线探测器的位置，使得XCT能够清晰成像；
ii.在旋转台上放置XCT仿体，X射线源发出X射线，经过XCT仿体被吸收，X射线探测器接收衰减后的X射线光子强度，并传输至计算机，对XCT仿体进行XCT成像；
b)搭建光声成像：
i.脉冲激光器的前端依次放置扩束装置和光纤束，光纤束的终端包括多个子光纤束出光口，多个子光纤束出光口均匀分布在水槽的周围；超声阵列经过防水处理后固定在水槽的侧面的光声信号采集口，并且超声阵列不在X射线源发出的X射线的辐射区域内；
ii.在旋转台上放置光声仿体，脉冲激光器发射出激光，经扩束装置扩束后，进入光纤束；激光从每一个子光纤束出光口出射，均匀照射水槽内的光声仿体；光声仿体吸收光，产生光声信号，超声阵列接收光声信号，超声采集***采集光声信号并传输至计算机，对光声仿体进行光声成像；
c)搭建双模成像：
i.在旋转台上放置双模仿体，控制旋转台以等角度旋转，在每一个探测角度下，同时进行光声和XCT信号的采集，直至旋转台旋转一周；
ii.计算机将光声成像的数据和XCT成像的数据分别进行处理，分别得到光声图像和XCT图像，并将得到的双模仿体的光声图像和XCT图像进行配准，得到的双模仿体图像完全重合，则配准完成，得到双模配准参数；
步骤二、对样品成像：
a)样品放置在旋转台上，成像区域浸没于水中；
b)水槽固定不动，旋转台旋转到一个角度；
c)X射线源发出X射线，穿过样品，能量衰减，X射线探测器接收衰减的X射线，并传输至计算机，进行XCT成像；
d)同时，脉冲激光器发射出激光，经扩束装置扩束后，进入光纤束；激光从每一个子光纤束出光口出射，均匀照射水槽内的样品；样品接收光信号，产生光声信号，超声阵列接收光声信号，超声采集***采集光声信号并传输至计算机，进行光声成像；
e)旋转台以等角度进行旋转，旋转到下一个角度，重复步骤c)和d)，直至旋转一周；
f)计算机将光声成像的数据和XCT成像的数据分别进行处理，分别得到光声图像和XCT图像，并将得到的光声图像和XCT图像进行配准，按照步骤一种得到的双模配准参数进行双模态图像融合，形成信息互补的双模成像。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108042110A (zh) * 2017-12-22 2018-05-18 深圳先进技术研究院 多模成像***
CN109589128A (zh) * 2018-11-20 2019-04-09 中国科学院自动化研究所 基于乳腺癌检测的平板pet与光学双模融合成像***及方法
CN115524353A (zh) * 2022-11-24 2022-12-27 之江实验室 一种x光声与ct融合的双模态成像装置及方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1433739A (zh) * 2003-02-26 2003-08-06 华南师范大学 生物组织光声层析成像的方法及其装置
CN1470218A (zh) * 2003-06-18 2004-01-28 华南师范大学 多元阵列电子扫描生物组织光声层析成像的方法及其装置
US20080123083A1 (en) * 2006-11-29 2008-05-29 The Regents Of The University Of Michigan System and Method for Photoacoustic Guided Diffuse Optical Imaging
CN101785663A (zh) * 2010-03-09 2010-07-28 华南师范大学 一种光声与x光检测双模态数字化成像***及成像方法
JP2013220185A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Canon Inc 被検体情報取得装置
CN103519789A (zh) * 2013-10-24 2014-01-22 中国科学院自动化研究所 一种集成光声与x射线断层成像的分离式成像***
CN103690244A (zh) * 2013-12-24 2014-04-02 中国科学院自动化研究所 一种光声与x射线断层成像融合的成像***
CN103829961A (zh) * 2014-03-21 2014-06-04 南京大学 一种结合有限角x射线成像、超声成像的多模式光声成像方法
CN104825180A (zh) * 2015-04-23 2015-08-12 北京大学 一种三模态乳腺成像***及其成像方法
CN104873175A (zh) * 2015-06-19 2015-09-02 天津大学 扩散光学层析和光声层析联合测量***及方法
CN105919557A (zh) * 2016-05-24 2016-09-07 深圳先进技术研究院 多模态成像***及应用其的多模态成像方法
CN106124469A (zh) * 2016-06-27 2016-11-16 中国科学院自动化研究所 一种光声成像和光学成像多模态融合成像***
CN108042110A (zh) * 2017-12-22 2018-05-18 深圳先进技术研究院 多模成像***

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1433739A (zh) * 2003-02-26 2003-08-06 华南师范大学 生物组织光声层析成像的方法及其装置
CN1470218A (zh) * 2003-06-18 2004-01-28 华南师范大学 多元阵列电子扫描生物组织光声层析成像的方法及其装置
US20080123083A1 (en) * 2006-11-29 2008-05-29 The Regents Of The University Of Michigan System and Method for Photoacoustic Guided Diffuse Optical Imaging
CN101785663A (zh) * 2010-03-09 2010-07-28 华南师范大学 一种光声与x光检测双模态数字化成像***及成像方法
CN101785663B (zh) * 2010-03-09 2011-07-20 华南师范大学 一种光声与x光检测双模态数字化成像***及成像方法
JP2013220185A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Canon Inc 被検体情報取得装置
CN103519789A (zh) * 2013-10-24 2014-01-22 中国科学院自动化研究所 一种集成光声与x射线断层成像的分离式成像***
CN103690244A (zh) * 2013-12-24 2014-04-02 中国科学院自动化研究所 一种光声与x射线断层成像融合的成像***
CN103829961A (zh) * 2014-03-21 2014-06-04 南京大学 一种结合有限角x射线成像、超声成像的多模式光声成像方法
CN104825180A (zh) * 2015-04-23 2015-08-12 北京大学 一种三模态乳腺成像***及其成像方法
CN104873175A (zh) * 2015-06-19 2015-09-02 天津大学 扩散光学层析和光声层析联合测量***及方法
CN105919557A (zh) * 2016-05-24 2016-09-07 深圳先进技术研究院 多模态成像***及应用其的多模态成像方法
CN106124469A (zh) * 2016-06-27 2016-11-16 中国科学院自动化研究所 一种光声成像和光学成像多模态融合成像***
CN108042110A (zh) * 2017-12-22 2018-05-18 深圳先进技术研究院 多模成像***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAO-YU HSIEH等: "A laser ultrasound transducer using carbon nanofibers–polydimethylsiloxane composite thin film", 《APPLIED PHYSICS LETTERS》 *
KAIYE XIA等: "Dual-modal photoacoustic/CT imaging system", 《CHINESE OPTICS LETTERS》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108042110A (zh) * 2017-12-22 2018-05-18 深圳先进技术研究院 多模成像***
WO2019119576A1 (zh) * 2017-12-22 2019-06-27 深圳先进技术研究院 多模成像***
CN109589128A (zh) * 2018-11-20 2019-04-09 中国科学院自动化研究所 基于乳腺癌检测的平板pet与光学双模融合成像***及方法
CN115524353A (zh) * 2022-11-24 2022-12-27 之江实验室 一种x光声与ct融合的双模态成像装置及方法

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